Cómo el desarrollo de nuevas moléculas luminiscentes como los fluoróforos van a mejorar la tecnología OLED

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Date: 11-08-2023

Científicos rusos han logrado desarrollar, sintetizar y estudiar una serie de nuevos fluoróforos que pueden mejorar de forma significativa la eficiencia de los OLED. En concreto se trata de nuevos fluoróforos con cianopirazina que tienen la capacidad de aumentar significativamente la eficiencia de los diodos orgánicos emisores de luz.

Los resultados de la investigación, publicados en “Dyes and Pigments”, muestran como la presencia de la sustancia del cianogrupo en la composición de los fluoróforos aumenta significativamente la eficacia, posibilitando su uso para crear nuevos materiales que aumenten el brillo y las funcionalidades de dispositivos basados en OLEDs.

Según el jefe del equipo de investigación, el director del Instituto Postovski de Síntesis Orgánica de los Urales de la RAS y miembro del Laboratorio de Química Médica y Materiales Orgánicos Avanzados de la Universidad Federal de los Urales, Egor Verbitskiy, los físicos sabían de antemano que la introducción de cianogrupos en los fluoróforos puede mejorar las propiedades y la eficacia general de los OLED.

“Por lo tanto, modificamos el sistema push-pull basado en pirazina con cianogrupo y estudiamos cómo afectaba esto a las propiedades fotofísicas de los fluoróforos y al rendimiento de los OLED basados en él. La introducción de un cianogrupo intensifica las interacciones intermoleculares, como resultado de lo cual comienzan a ser fluorescentes no las moléculas individuales, sino los complejos de moléculas. Como consecuencia, el aumento de la intensidad de la luminiscencia fue de 2,4 a 20 veces, y el brillo de la luz emitida, de hasta 75 veces. Tales resultados fueron demostrados por varios dispositivos prototipo fabricados por nuestros colegas y coautores de la Universidad Estatal de Tomsk. También es importante señalar que en nuestra investigación hayamos utilizado compuestos baratos y accesibles”, detalla Verbitskiy.

En trabajos de investigación anteriores, los químicos demostraron que uno de los compuestos más prometedores como parte aceptora (que atrae electrones) en los sistemas push-pull es el anillo de pirazina (otro nombre es 1,4-diazina), un compuesto de nitrógeno, hidrógeno y carbono que tiene un importante efecto de aceptación de electrones.

Un estudio de las propiedades de una amplia gama de sistemas push-pull basados en la 1,4-diazina reveló que la adición de un anillo de benceno al ciclo de la pirazina puede mejorar la eficiencia y el brillo de los OLED producidos. Al mismo tiempo, algunos de los OLED tienden a mostrar fluorescencia retardada activada térmicamente (TADF). Esto se evidencia por el aumento de la vida útil de la fluorescencia.

A partir de todos estos hallazgos los científicos del Instituto Postovski y la Universidad Estatal de Tomsk están trabajando en la creación de nuevos fluoróforos que permita desarrolla la tecnología OLED de nueva generación.